2017-2018学年河北省鸡泽县第一中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年河北省鸡泽县第一中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

‎2017-2018学年河北省鸡泽县第一中学高二上学期第一次月考物理试题 一．选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分 ，其中第12题为多选题）‎ ‎1. 如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知（ ）‎ ‎ ‎ A. B球受到的库仑力较大，电荷量较大 B. B球的质量较大 C. B球受到的拉力较大 D. 两球接触后，再处于静止的平衡状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：根据牛顿第三定律得：A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力，无论两球电荷量是否相等所受库伦力都相等，故无法比较哪个电荷量较大，故A错误；‎ 对小球A、B受力分析，根据平衡条件有：，因α＜β，所以mA＞mB，故B错误．‎ 根据平衡条件有：；‎ 因α＜β，所以B球受的拉力较小，故C错误．两球接触后，再静止下来，两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α′、β′，对小球A、B受力分析，根据平衡条件有：‎ ‎；，因为mA＞mB，所以α′＜β′．故D正确．故选D。‎ 考点：库仑定律；物体的平衡 ‎2. 如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由于点电荷在圆心处，所以从A到B的弧面为等势面，弧面上所有点的电场强度大小相等，电场力不做功，故根据动能定理可得到最低点B点时，只有重力做功，即，在最低点，解得，B正确 ‎【点睛】小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力．并不是电场力等于重力，而是电场力与重力提供向心力去做圆周运动．‎ ‎3. 电场线如图，某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，带电粒子的运动轨迹如图所示，可以判定（　　）‎ A. A点的电势低于B点的电势 B. 在A点的加速度大于在B点的加速度 C. 粒子带正电 D. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．根据带电粒子轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向，根据电场力做功正负，判断动能和电势能的变化；沿电场线的方向，电势降低 沿电场线方向电势逐渐降低，A点的电势高于B点的电势，A错误；由电场线可知，B点的电场线密，所以B点的电场强度大，粒子受的电场力大，加速度也就大，B错误；受力方向指向运动轨迹凹的一侧，故可知粒子受力方向向上，与电场线方向相同，粒子带正电，C正确；粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧，所以受到的电场力的方向是沿电场线向上的，所以粒子从A到B的过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在A点的动能小于它在B点的动能，粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能，故D错误；‎ ‎4. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷, 距离为d，电荷量分别为+ Q 和- Q。在它们的中垂线上水平固定一根内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入,则小球（　　）‎ A. 速度先增大后减小 B. 受到的库仑力先做负功后做正功 C. 受到的库仑力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：对于等量异种电荷，根据矢量的合成法则，中垂线的中点的电场强度最大，在无穷远的电场强度为零；点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程，电场力不做功；中点处的电场强度最大，则库仑力也最大，弹力也是最大，从而即可求解．‎ 解：A、电荷量为+q 的小球以初速度v0从管口射入的过程，因电场力不做功，只有重力做功；根据动能定理，故速度不断增加；故A错误；‎ B、小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功；故B错误；‎ C、在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为：E==；根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q 的小球受到最大库仑力为 ‎，故C正确；‎ D、根据C选项的分析，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D错误；‎ 故选：C．‎ ‎【点评】本题关键是明确等量异号电荷的中垂线上的电场强度的分布情况，同时要结合动能定理和矢量合成原理分析，注意与等量同种电荷的区别．‎ ‎5. 如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一带电的小液滴，S闭合后，液滴处于静止状态。下列说法正确的是（ ）‎ A. 保持开关S闭合，A板稍向下移，则液滴将向下加速运动 B. 保持开关S闭合，B板稍向右平移，则液滴仍将保持静止 C. 充电后，将开关S断开，A板稍向下移，则液滴将向上加速运动 D. 充电后，将开关S断开，将B板稍向右平移，则液滴仍将保持静止 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：开关S闭合后，电容器板间电压不变．A板稍向下移，由分析可知，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，则液滴将向上加速运动，故A错误．开关S闭合后，将B板稍向右移，场强不变，则液滴仍将保持静止，选项B正确；充电后开关S断开，A板稍向下移，则根据，以及可得，场强不变，则液滴仍静止，选项C错误；充电后，将开关S断开，将B板稍向右平移，电容减小，而电量不变，由电容的定义式分析可知板间电压增大，场强增大，液滴所受的电场力增大，则液滴将向上加速运动．故D错误．故选B。‎ 考点：电容器的动态分析 ‎【名师点睛】本题关键要抓住不变量进行分析：电容器与电源保持相连，板间电压保持不变；充电后与电源断开后，电量不变．电量、正对面积不变时，改变板间距离，板间场强不变。‎ ‎6.‎ ‎ 如图两段等长细线将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点并处于大小为E的匀强电场中。A、B带电量分别为、，当系统处于静止状态时，可能出现的状态是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：先运用整体法研究OA绳与竖直方向的夹角，再隔离B研究，分析AB绳与竖直方向的夹角，得到两夹角的关系，即可判断出系统平衡时的状态．‎ 解：A球受到电场力水平向右，大小为 4qE，B球受到的电场力水平向左，大小为 qE．设F=qE 以整体为研究对象，分析受力如图．‎ 设OA绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得：‎ tanα==‎ 以B球为研究对象，受力如图．设AB绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得：‎ tanβ=‎ 得到 α=β，故ACD错误，B正确．‎ 故选：B ‎【点评】本题采用隔离法和整体法，结合平衡条件分析物体的状态，关键要灵活选择研究对象．‎ ‎7. 如图所示，一价氢离子（）和二价氦离子（）的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）‎ A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点 C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d．在加速电场中，由动能定理得：qU1=mv02①‎ 两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于两种粒子的比荷不同，则v0不同，所以两粒子在偏转电场中运动的时间不同．两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场．在偏转电场中的偏转位移y=at2=•②‎ 联立①②得 同理可得到偏转角度的正切，可见y和tanθ与电荷的电量和质量无关．所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同．故两种粒子打屏上同一点．故B正确，ACD错误．故选B．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同．做选择题时，这个结论可直接运用，节省时间。‎ ‎8. 如图所示，每个电阻的阻值都是2欧，安培表内阻不计，在B、C间加6伏电压时，安培表的示数是（　　）‎ A. 0安 B. 1安 C. 2安 D. 3安 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：等效电路如图：则并联部分电阻为，则电阻为R+="3Ω" ;则干路电流；则通过电流表的电流为，故选项ACD错误，B正确；故选B．‎ 考点：欧姆定律的应用 ‎9. 如图所示，当ab端接入100V电压时，cd两端为20V；当cd两端接入100V时，ab两端电压为50V，则R1：R2：R3之比是（　　）‎ A. 4：2：1 B. 2：1：1 C. 3：2：1 D. 以上都不对 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：当ab端接入电压时，cd端输出电压为；解得：2R3=R1；当cd接入电压时，ab端输出电压；解得：R3=2R2；故电阻之比R1：R2：R3=4：1：2．故选A。‎ 考点：串并联电路的特点 ‎【名师点睛】本题考查串联电路的分压原理，要注意明确电路的结构，再由串联电路的规律进行分压。‎ ‎10. 两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是( )‎ A. 两电阻的阻值为R1小于R2‎ B. 两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压 C. 两电阻并联在电路中时，R1消耗的功率大于R2消耗的功率 D. 两电阻并联在电路中时，R1的电流大于R2的电流 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：本题为图象分析问题，在图中任意做一条与纵轴垂直的直线，则与两图象的交点为电流相同点，对应的横坐标得出电压值，则由欧姆定律可进行电阻大小的比较．两电阻串联在电路中时，电流相等，两电阻并联在电路中时，电压相等．‎ 解：A、U﹣I图象斜率表示电阻，故两电阻的阻值为R1大于R2，故A错误．‎ B、两电阻串联在电路中时，电流相等，根据A的分析可知：即U1＞U2，故B正确；‎ C、两电阻并联在电路中时，电压相等，根据P=可知：R1消耗的功率小于R2消耗的功率，故C错误．‎ D、两电阻并联在电路中时，电压相等，根据I=得：R1的电流小于R2的电流，故D错误．‎ 故选：B ‎【点评】本题为图象分析问题，要能从图象中得出有效信息，两电阻串联在电路中时，电流相等，两电阻并联在电路中时，电压相等．‎ ‎11. 已知G表的内阻为100Ω，满偏电流为300μA，若用此表头改装成0.6A量程的电流表，则( )‎ A. 串联一个199900Ω电阻 B. 串联一个0.05Ω电阻 C. 并联一个199900Ω电阻 D. 并联一个0.05Ω电阻 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：把电流表改装成大量程电流表，需要并联一个分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值．‎ 解：把电流表改装成0.6A的电流表需要并联一个分流电阻，‎ 分流电阻阻值：R==≈0.05Ω；则D正确，ABC错误 故选：D ‎【点评】本题考查了电流表的改装，知道电流表改装原理、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题．‎ ‎12. 在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示。图中－x1～x1 之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是( )‎ A. x轴上各点的场强大小相等 B. 从-x1到x1场强的大小先减小后增大 C. 一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能 D. 一个带正电的粒子在－x1点的电势能小于在-x2点的电势能 ‎【答案】BD 考点：考查了电势，电势能，电场强度 ‎【名师点睛】‎ 二．实验题（本题共5空，每题2分，共10分）‎ ‎13. 两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：‎ 直流电源（电压为4V）；‎ 电流表（量程为0—0.6A．内阻约0.5Ω)；‎ 电压表（量程为0--3V．内阻约3kΩ)；‎ 电键一个、导线若干。‎ ‎①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_______（填字母代号）。‎ A．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）‎ B．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.3A）‎ ‎②上图为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮他完成其余部分的线路连接____。（用黑色水笔画线表示对应的导线）‎ ‎③ 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大而__________（填“增大”、“不变”或“减小”）‎ ‎④ 如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图所示，请结合图线算出此时小灯泡的电阻是_____Ω（保留两位有效数字）。‎ ‎⑤ 根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是（_______）‎ A. 测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电压表内阻引起 B. 测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电流表内阻引起 C. 测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电压表内阻引起 D. 测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电流表内阻引起 ‎【答案】 (1). A (2). (3). 增大 (4). 12 (5). C ‎【解析】试题分析：①电压从零变化，故控制电路用分压，在电流满足时，滑动变阻器阻值越小，与容易控制电路，故选择A；‎ ‎②分压、外接电路图如下：‎ ‎③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大而增大。‎ ‎④由电压表可知此时电压为2．30V，在伏安特性曲线中读出此时的电流，求出电阻为12Ω左右。‎ ‎⑤测量电路为外接法，电压真实，而电流测量值偏大，故功率偏大，主要原因在于电压表的分流。‎ 考点:描绘小灯泡的伏安特性曲线。‎ 三．计算题（本题共4小题，共42分.其中14题8分，15题12分，16题12分，19题10分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）‎ ‎14. 如图所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，B平衡于绝缘的倾角为30°的光滑斜面上时，恰与A等高．若B的质量为，则B所带的电荷量是多少？（重力加速度g取10m/s2，静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：因为B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上，且恰与A等高，设A、B之间的水平距离为L，‎ 根据题意可得，所以 对B进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力：‎ 根据得，代入数据解得 考点：考查了库仑定律，共点力平衡条件的应用 ‎【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解．‎ ‎15. 如图，平行金属带电极板A、B间可看作匀强电场，场强E=1.2×103V/m，极板间距离d=5cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5cm，B极接地，求：‎ ‎（1）C和D两点的电势，两点的电势差？‎ ‎（2）点电荷q1=﹣2×10﹣3C分别在C和D两点的电势能？‎ ‎（3）将点电荷q2=2×10﹣3C从C匀速移到D时外力做功多少？‎ ‎【答案】（1）−54V；−6V（2）1.2×10−2J（3）9.6×10−2J ‎【解析】试题分析：（1）根据在匀强电场中电势差和场强的关系式U=Ed可求出C和D之间的电势差UCD、B和D之间的电势差UBD、B和C之间的电势差UBC．根据UBD=φB﹣φD可求出φD．同理可求出φC．‎ ‎（2）根据EP=qφ可知点电荷在C点和在D点的电势能．‎ ‎（3）根据动能定理可知物体的动能未变，则合外力所做的功为0，故要求除电场力以外的力所做的功就必须先求电场力所做的功，而根据WCD=qUCD可求出电场力所做的功 解：（1）B板接地，φB=0，沿电场方向有 CD之间的距离为：dCD=d﹣hAC﹣hBD=5﹣0.5﹣0.5=4cm=4×10﹣2m，‎ UCD=EdCD=﹣1.2×103×4×10﹣2=﹣48V；‎ UDB=EdDB=1.2×103×0.5×10﹣2=6V，‎ 即：φD﹣φB=6V，则φD=﹣6V，‎ UCB=EdCB=1.2×103×4.5×10﹣2=54V，‎ 即φC﹣φB=54V，φC=﹣54V；‎ ‎（2）由EP=qφ可知点电荷q1=﹣2×10﹣3C在C点的电势能 EPC=﹣2×10﹣3×54=0.108J，‎ 在D点的电势能EPD=2×10﹣3×6=1.2×10﹣2J；‎ ‎（3）将点电荷q2=2×10﹣2C从C匀速移到D时，‎ 电场力所做的功：W=q2×UCD=2×10﹣2×48=9.6×10﹣1J，‎ 故除电场以外的力所做的功：W外=﹣W=﹣9.6×10﹣1J 答：（1）C和D两点的电势分别为54V、6V，两点间的电势差UCD等于48V．‎ ‎（2）点电荷q1=﹣2×10﹣3C在C和D两点的电势能分别为0.108J和1.2×10﹣2J．‎ ‎（3）除电场力以外的力做功为9.6×10﹣1J．‎ ‎【点评】在利用EP=qφ求电势能时电量q和电势φ的正负号一定要保留．根据WCD=qUCD可求出电场力所做的功时电荷是从C点运动到D点 ‎16. 如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d．当两板间加电压U时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以水平速度v0从A点射入电场，经过一段时间后从B点射出电场，A、B间的水平距离为L，不计重力影响．求：‎ ‎（1）带电粒子从A点运动到B点经历的时间；‎ ‎（2）带电粒子经过B点时速度的大小；‎ ‎（3）A、B间的电势差．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）带电粒子在板间做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，根据位移和初速度直接得出粒子运动时间；‎ ‎（3）根据只有电场力做功，由动能定理求得粒子在A至B过程中电场力做的功，从而求得A、B两点间的电势差．‎ 解：（1）带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A点运动到B点经历的时间；‎ ‎（2）带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动 板间场强大小 加速度大小=‎ 经过B点时粒子沿竖直方向的速度大小vy=at=‎ 带电粒子在B点速度的大小v=‎ ‎（3）带电粒子从A点运动到B点过程中，根据动能定理得 A、B间的电势差UAB==‎ 答：（1）带电粒子从A点运动到B点经历的时间为；（2）带电粒子经过B点时速度的大小为；（3）A、B间的电势差为．‎ ‎【点评】解决本题的关键是能根据运动的合成与分解求带电粒子做类平抛运动的问题，知道电场强度与电势差的关系以及电场力做功与物体动能变化的关系．‎ ‎17. 如图所示，两块竖直的彼此绝缘平行金属板A、B，两板间距离为d，让A、B两板连接到直流电源上，能在AB间形成一个匀强电场．一个带电量为q，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在电场中，带电小球对原电场没有影响．平衡时细线偏离竖直方向夹角30°．求：‎ ‎（1）带电小球带电的性质和AB间的电场强度；‎ ‎（2）若保持AB间电压不变，将AB间距离变为，再次稳定后细线偏角为多少？‎ ‎【答案】（1）小球带负电，（2）=60°‎ ‎【解析】（1）因为B极板带正电，所以电场方向水平向左，而小球向右偏转，说明受到的电场力方向水平向右，故小球带负电； ‎ 由平衡条件得，而，解得 ‎（2）保持AB间电压保持不变，则有 电场力，‎ 由平衡条件得，得=60°‎ ‎ ‎